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1、填空题 (15分)汽车尾气净化反应:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:
(1)对于气相反应,用某组分B平衡时的分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作KP,则该反应的平衡常数KP表达式为 ;
(2)已知:N2(g) + O2(g) ="2NO(g)" △H=+180.5kJ·mol-1
C(s) + O2(g) = CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1
2C(s) + O2(g) ="2CO(g)" △H=-221kJ·mol-1
则2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)的△H= ,该反应能自发进行的条件 (填“高温”、“低温”或“任意温度”);
(3)在一定温度下,向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)="a" mol,n(NO)="2a" mol,n(N2)="b" mol。
①若保持体积不变,再向容器中充入n(CO2)=" b" mol,n(NO)=" a" mol,则此时v正 v逆(填“>”、“=”或“<”);
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态。请在下图中补充画出t2-t3-t4时段N2物质的量的变化曲线。

(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。

①若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右;
②目前对氮氧化物(NOx)进行治理的方法比较多,其中吸附/吸收法广受欢迎。下列物质适合作为NOx吸收剂的是
A.活性炭 B.氨水 C.酸性尿素溶液 D.硫酸
参考答案:(1)
(2分)
(2)△H=-746.5KJ·mol-1(2分) 低温(2分)
(3)①=(2分) ②如图(2分)
(4)①NO分解反应是放热反应,升高温度不利于反应进行(2分) 870K(1分)
② ABC (2分)
本题解析:(1)依据平衡常数定义可得
;(2)根据盖斯定律可知,②×2-①-③即得到2NO(g)+2CO(g)
N2(g) +2CO2(g),所以该反应的△H=-393.5 kJ/mol×2-180.5kJ/mol+221kJ/mol=-746.5 kJ/mol;该反应△H<0,而△S<0,根据反应要想自发发生需△G=△H-T△S<0,故该反应自发发生的条件为低温;(3)在一定温度下,向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)="a" mol,n(NO)="2a" mol,n(N2)="b" mol,则该反应
①若保持体积不变,再向容器中充入n(CO2)=" b" mol,n(NO)=" a" mol,则此时
,故Qc=K,故此时v正=v逆;②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下,瞬间n(N2)不变,但单位体积内体系分子总数增多,平衡正向移动,n(N2)增大,t3时刻达到新的平衡状态,故图像为:
;
(4)①若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为NO分解反应是放热反应,升高温度不利于反应进行,故分解率降低;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,在870K左右NO的转化率最高,故应控制的最佳温度在870K左右;②目前对氮氧化物(NOx)进行治理的方法比较多,其中吸附/吸收法广受欢迎,作为NOx的吸收剂既能与氮氧化合物反应或吸收,故A项活性炭能吸附气体,故A项正确;B项氨水和C项酸性尿素溶液均可与氮氧化合物反应,故B、C正确;D项硫酸不反应故D项错误;本题选ABC。
考点:化学反应原理综合题。
本题难度:困难
2、简答题 工业合成氨反应:N2+3H2

?2NH3,在一定条件下已达到平衡状态.
(1)若降低温度,会使上述平衡向生成氨的方向移动,生成每摩尔氨的反应热数值是46.2KJ/mol,则该反应的热化学方程式为______.
(2)若在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合的气体通入一个容积为2升固定容积的密闭容器中,5分钟后反应达平衡时,n(N2)=1.2mol,n(H2)=1.2mol,n?(NH3)=0.8mol,则反应速率V(N2)=______mol?L-1?min-1,H2的转化率=______,平衡常数=______.若保持容器的温度和容积不变,将上述平衡体系中的混合气体的浓度增大1倍,则平衡______(填向左﹑向右或不移动)移动.
(3)若在恒温恒压条件下,将1molN2与3molH2的混合气体通入一个容积可变的容器中发生反应,达平衡后,生成a?molNH3,这时N2的物质的量为______mol,(用含a的代数式表示);若开始时只通入N2与H2,达平衡时生成3amolNH3,则开始时应通入N23mol,H2=______mol(平衡时NH3?的质量分数与前者相同);若开始时通入x?molN2﹑6molH2?和2mol?NH3,达平衡后,N2和NH3的物质的量分别为y?mol和3a?mol,则x=______mol,y=______mol(用含a的代数式表示)
参考答案:(1)因降低温度,平衡向生成氨的方向移动,则正反应为放热反应,生成2molNH3的△H=-46.2KJ/mol×2=-92.4KJ/mol,则热化学方程式为N2(g)+3H2(g)

?2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol,
故答案为:N2(g)+3H2(g)

?2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol;
(2)5分钟后反应达平衡时,n(N2)=1.2mol,n(H2)=1.2mol,n?(NH3)=0.8mol,
设参加反应的氮气的物质的量为x,则参加反应的氢气的物质的量为3x,则
N2+3H2

?2NH3,
1? 3? 2
x? 3x? 0.8mol
1x=20.8mol,x=0.4mol,
反应速率V(N2)=0.4mol2L5min=0.04mol/L.mim,
氢气的转化率为3×0.4mol3×0.4mol+1.2mol×100%=50%,
平衡时的浓度分别为c(N2)=0.6mol/L、c(H2)=0.6mol/L,c?(NH3)=0.4mol/L,
则平衡常数K=(0.4mol/L)20.6mol/L×(0.6mol/L)3=1.23(mol/L)-2,
上述平衡体系中的混合气体的浓度增大1倍,相当于缩小体积,则压强增大,化学平衡正向移动,即向右移动,
故答案为:0.04;50%;1.23(mol/L)-2;向右;
(3)设生成amolmolNH3转化的N2的物质的量为y,则
N2+3H2

?2NH3,
1? ? 2
x? amol
1x=2amol,x=a2mol,
则平衡时氮气的物质的量为1mol-a2mol=2-a2mol,
又在恒温恒压条件1molN2与3molH2的混合气体通入一个容积可变的容器中发生反应,达平衡后,生成a?molNH3,
则只通入N2与H2,达平衡时生成3amolNH3,则开始时应通入N23mol,且平衡时NH3?的质量分数与前者相同,
及极限转化后起始的量与原起始量成正比,故H2的物质的量为3mol×3=9mol,
若开始时通入x?molN2﹑6molH2和2molNH3,将2molNH3极限转化为反应物,则相当于开始加入(x+1)molN2﹑(6+3)molH2,
达平衡后,NH3的物质的量3amol,
则(x+1)mol:(6+3)mol=1:3,解得x=2mol,
由恒温恒压条件,两种情况中起始的反应物的物质的量成正比,则平衡时各物质的含量成正比,
则1molN2与3molH2的混合气体通入发生反应时平衡时氮气的物质的量为2-a2mol,
故开始时通入2molN2﹑6molH2和2molNH3的混合气体通入发生反应时平衡时氮气的物质的量为2-a2mol×3=6-3a2mol,
故答案为:2-a2;9;2;6-3a2.
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 (6分)红磷(P)和白磷(P4)均为磷的同素异形体。已知:
P4 ( 白s )+ 5O2 ( g )= P4O10( s ) △H =" -2983.2" kJ/mol
P(红 s )+ 5/4O2 ( g )= 1/4P4O10( s ) △H =" -738.5" kJ/mol
写出白磷转化为红磷的热化学方程式 ,由此可知,红磷比白磷 。(填“稳定”或“不稳定”)
参考答案:(6分)P4(s)=4P(s) △H=-29.2 kJ/mol,稳定;
本题解析:由盖斯定律,第一个热化学方程式减去4倍第二个热化学方程式得,P4 ( 白s )=P(红 s ) △H=" -2983.2" kJ/mol-(-738.5 kJ/mol)×4=-29.2 kJ/mol,由此可知,白磷具有的能量高,红磷比白磷稳定。
考点:热化学方程式的书写
本题难度:一般
4、选择题 已知铝与O2、O3在一定条件下均能反应,且都生成Al2O3。反应的热化学方程式如下:
4Al(s)+ 3O2(g)===2Al2O3(s);△H=-Q1 kJ/mol
4Al(s)+ 2O3(g)===2Al2O3(s);△H=-Q2 kJ/mol。
Q1 、Q2均大于0,且Q1 <Q2,下列说法正确的组合是
[? ]
①上述两个反应均为吸热反应;
②4mol固态Al和3mol气态O2所具有的总能量大于2mol固态Al2O3所具有的能量;
③等质量的O2 、O3,O2的能量高;
④等物质的量的O2 、O3,O3的能量高;
⑤由O2生成O3的反应为放热反应;
⑥由O2生成O3的反应为吸热反应;
A.①②④
B.②④⑥
C.②③⑤
D.③④⑥
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 (本题共10分)白磷、红磷是磷的两种同素异构体,在空气中燃烧得到磷的氧化物,空气不足时生成P4O6,空气充足是生成P4O10。
(1)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为:
P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=" -2983.2" kJ?mol-1,
P(s,红磷)+ 5/4O2(g)="1/4" P4O10(s) ΔH2=" -738.5" kJ?mol-1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为 。
(2)已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+3O2(g)=P4O6(s) ΔH= -1638kJ?mol-1。在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气(标准状况下),控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10和P4O6的物质的量之比为 ,反应过程中放出的热量为为 。
(3)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示,现提供以下的化学键的键能(KJ/mol):P-P 198,Cl-Cl 243,P-Cl 331。

则反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH = 。
参考答案:(本题共10分)P4(s,白磷) = 4P(s,红磷) ΔH= -29.2 kJ?mol-1(2分)
(2)3:1 (3分) ;1323.45 kJ (2分)(3)-1326kJ?mol-1(3分)
本题解析:(1)根据盖斯定律可知,①-②×4即得到P4(s,白磷) = 4P(s,红磷) ,所以ΔH=-2983.2 kJ?mol-1+738.5 kJ?mol-1×4=-29.2 kJ?mol-1。
(2)设所得到的P4O10和P4O6的物质的量分别是x和y。50.4L氧气(标准状况下)是2.25mol,62g白磷是0.5mol,则x+y=0.5mol、3y+5x=2.25,解得x=0.375mol,y=0.125mol,所以二者的物质的量之比是3
本题难度:一般